JPH07246040A - ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された胚幹細胞および該遺伝子発現不全動物 - Google Patents

ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された胚幹細胞および該遺伝子発現不全動物

Info

Publication number
JPH07246040A
JPH07246040A JP6141858A JP14185894A JPH07246040A JP H07246040 A JPH07246040 A JP H07246040A JP 6141858 A JP6141858 A JP 6141858A JP 14185894 A JP14185894 A JP 14185894A JP H07246040 A JPH07246040 A JP H07246040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gene
cells
neurotrophin
mouse
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6141858A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Shiho
理 志甫
Yoshihiko Kaisei
善彦 改正
Hideaki Tojo
英明 東條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Takeda Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takeda Chemical Industries Ltd filed Critical Takeda Chemical Industries Ltd
Priority to JP6141858A priority Critical patent/JPH07246040A/ja
Priority to US08/268,020 priority patent/US5625123A/en
Priority to EP94110304A priority patent/EP0633314A1/en
Priority to CA002127412A priority patent/CA2127412A1/en
Publication of JPH07246040A publication Critical patent/JPH07246040A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/8509Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells for producing genetically modified animals, e.g. transgenic
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/027New or modified breeds of vertebrates
    • A01K67/0275Genetically modified vertebrates, e.g. transgenic
    • A01K67/0276Knock-out vertebrates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2217/00Genetically modified animals
    • A01K2217/07Animals genetically altered by homologous recombination
    • A01K2217/075Animals genetically altered by homologous recombination inducing loss of function, i.e. knock out
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2227/00Animals characterised by species
    • A01K2227/10Mammal
    • A01K2227/105Murine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2267/00Animals characterised by purpose
    • A01K2267/03Animal model, e.g. for test or diseases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2267/00Animals characterised by purpose
    • A01K2267/03Animal model, e.g. for test or diseases
    • A01K2267/0393Animal model comprising a reporter system for screening tests

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】NT−3遺伝子発現不全非ヒト哺乳動物及びN
T−3遺伝子が不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞
を提供する。 【構成】NT−3遺伝子が不活性化された非ヒト哺乳動
物胚幹細胞を創製し、これを用いてNT−3遺伝子発現
不全非ヒト哺乳動物を作出した。 【効果】本発明のNT−3遺伝子発現不全非ヒト哺乳動
物は、NT−3の生体内での機能を探求するうえで、あ
るいはNT−3の機能異常に伴う各種の病変の動物モデ
ルとして用いる事ができる。また、本発明のNT−3遺
伝子が不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞はNT−
3遺伝子発現不全非ヒト哺乳動物を効率よく作出する事
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニューロトロフィン−
3(以下、NT−3と略称することがある)遺伝子が不
活性化された非ヒト哺乳動物の胚幹細胞およびNT−3
遺伝子発現不全非ヒト哺乳動物に関する。
【0002】
【従来の技術】発生工学的技術の発展ならびに分子生物
学の知識の急激な蓄積に伴い、遺伝子を人為的に操作
し、さらに動物個体へ導入することが可能になり〔Gord
on, J.W.ら, プロシーディングス オブ ナショナル ア
カデミー オブ サイエンス(Proc. Natl. Acad. Sci.)
USA, 第77巻:7380−7384頁,1980
年〕、元来その生物に備わっていない外来性の遺伝形質
を人為的に付加、あるいは生物が持っている内在性の遺
伝形質の発現を抑制する方法も開発されるに至り、様々
な形質転換動物が作り出され形質転換動物として報告さ
れている。このような形質転換動物は、遺伝子工学等技
術によって単離されたクローン化された様々な遺伝子の
機能を明らかにする上で、これまで株化細胞や初代培養
細胞など体外培養細胞を用いていたため、得られる知見
が限られていた遺伝子の機能解析について、個体レベル
での研究が可能となる点で重要である。特に、クローン
化された遺伝子の生物体内での生理学的機能の解析や遺
伝子疾患のモデル系としてこの形質転換動物を利用した
実験や研究が盛んになってきている。胚幹細胞(Embryo
nic stem cell:ES細胞)は受精後の初期胚である胚
盤胞の内部に存在する内部細胞塊から樹立され、未分化
状態を保ったまま増殖、培養可能な細胞株である。この
細胞は生体のあらゆる種類の細胞に分化することができ
る多分化能を有しており、正常初期胚に注入すると胚体
の形成に参加してキメラ動物を形成することができる
〔Evans M.J. およびKaufman M.H., ネイチャー(Natur
e),第292巻,154頁(1981)〕。この性質
を利用して、様々な遺伝子変異動物の作出が試みられて
きた。その歴史は1981年のEvans 及び Kaufman に
よるES細胞の樹立に始まり、BradleyらによるESキ
メラマウスの作製〔ネイチャー,第309巻,255頁
(1984)〕により本格的な研究が開始された。Thom
as 及び CapecchiがES細胞の遺伝子相同組換え〔セル
(cell)第51巻,503頁(1987)〕に、続いて
Koller らのグループなど3組の研究グループがES細
胞形質のGermline Transmission に次々に成功し〔プロ
シーディングス オブ ナショナル アカデミー オブ サ
イエンス(Proc. Natl. Acad. Sci.)USA, 第86巻,
8927頁(1989)〕、遺伝子欠損マウスの作製と
これを用いた研究が急速に進展してきた。
【0003】現在までに樹立が報告されているES細胞
には、Evans 及び Kaufman のEK細胞〔前記文献〕の
他に、Doetschman のES−D3細胞〔ジャーナル オブ
エンブリオロジー アンド エクスペリメンタル モルフ
ォロジー(J. Embryol. Exp. Molph.)第87巻,27
頁(1981)〕、Robertson のCCE細胞〔ネイチャ
ー,第323巻,445頁(1986)〕、Ledermann
及び BurkiのBL/6III細胞〔エクスペリメンタル セ
ル リサーチ(Exp. Cell Res.)第197巻,254
頁〕等があるが、これらの大部分が129系のマウスよ
り樹立されたものである。ES細胞は特定の遺伝子を修
飾する遺伝子ターゲティング等において利用価値が非常
に高いにもかかわらず、その樹立や未分化状態を保った
ままでの継代維持が困難であるため利用が制限されてい
るというのが現状である。ES細胞を用いた動物疾患モ
デルの作製を一般化するためには、絶えず良好なES細
胞を樹立、供給していく体制を確立することが望まれて
いる。このようなES細胞を用いて作出された遺伝子発
現不全動物としては、Hooper等 ネイチャー(Nature),
第326巻,292頁(1987年)及びKnehn等ネイ
チャー(Nature),第326巻,295頁(1987
年)の自然突然変異ES細胞を用いたHPRT遺伝子欠
損マウス、Donehower等 ネイチャー(Nature),第35
6巻,215頁(1992年)の癌抑制遺伝子の一つで
あるp53を欠失したp53欠失マウス、Zijlstra等
ネイチャー(Nature),第344巻,742頁(199
0年)のβ2ミクログロブリン遺伝子変異マウス、免疫
疾患モデルマウスの一つであるSinkai等 セル(Cel
l),第68巻,855頁(1992年)のRAG−2
(V(D)J recombination activation gene)変異マ
ウス、Glimcher等 サイエンス(Science),第253
巻,1417頁(1991年)及びCosgrove等 セル(C
ell),第66巻,1051頁(1991年)のMHC
classII変異マウスを発生、発育関連疾患モデルマウ
スの一つとしてMacMahon等セル(Cell),第62巻,1
073頁(1990年)のint−1遺伝子欠損マウス及
びSoriano等 セル(Cell),第64巻,693頁(19
91年)大理石病様症状を呈するsrc遺伝子欠損マウス
がそれぞれ報告されている。
【0004】一方、ニューロトロフィンは構造的に類似
している一連の因子群(神経成長因子(NGF)、脳由
来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3
(NT−3),NT−4およびNT−5)であり、NG
Fがレヴィーモンタルチーニ(Levi−Monntalchini)、
〔アニュアル ニューヨーク アカデミー オブ サイエ
ンス(Aun. N.Y. Acad. Sci.)第55巻,330頁(1
952)〕およびコーエン(Cohen)ら,〔プロシーデ
ィングス オブ ナショナル アカデミー オブ サイエン
ス(Proc. Natl. Acad. Sci.)USA,第40巻 1014
頁 1954年)〕によって見出されて以来、BDNF
〔Barde Y−A,ら,エンボ ジャーナル(EMBO J.)第
1巻,549−553頁 1982年〕、NT−3〔Hoh
n ら,ネイチャー(Nature),第344巻,399頁
1990年;PCT公開WO91/03569号公
報〕、NT−4〔ニューロン(Neuron),第6巻,84
5頁1991年〕、NT−5〔ニューロン(Neuron),
第7巻,857頁 1991年〕と順次報告され、脳神
経系疾患、特に痴呆症の予防、治療法をさぐるうえで注
目されている。これらの因子は、神経細胞の分化、成
熟、生存、機能維持、増殖などの多様な機能を担ってい
るものとして見い出され、構造上の類似性を有すること
から一つのファミリーに属する因子とされているが、発
育段階において異なる発現様式を示し、また、数種の初
代神経培養細胞の生存維持に関して重複しながらも互い
に異なった細胞に作用することが知られている。これら
の生体における作用としては、NGFが末梢の交感神経
細胞および中隔野のコリン作動性神経細胞に対して、B
DNFが運動神経細胞および中脳のドーパミン作動性神
経細胞に対して作用を有することが知られているが、他
の因子や神経細胞以外に対する作用については、NGF
に末梢血リンパ球のコロニー形成促進作用があることが
知られているが、いまだ解明されていない点が多い。
【0005】NT−3については、同じ因子がヒト神経
成長因子2(NGF−2)として、ヨーロッパ特許出願
公開第386,752号公報にポリペプチド(I)とし
て示され、また、フェブス レターズ(FEBS Letter
s),第266巻,187−191頁 1990年に発表
されており、(1)その遺伝子は腎臓および脳中の海
馬、小脳に強く発現している。(2)成熟動物よりも新
生仔の方が発現が強い。(3)NGF,BDNFが作用
を示さないか弱い作用を示すような神経細胞(例えば、
nodose ganglion 由来神経細胞)に作用を示すことが知
られている。これらのことから、NGF−2/NT−3
は神経系の発達時に重要な働きをしていると考えられ
る。また、最近この因子にヒト末梢血リンパ球のコロニ
ー形成の促進作用を有することが見い出され、白血球,
好中球等の増殖においても重要な働きをしていると考え
られてきている。しかし、これらの作用についても十分
に解明されておらず、NT−3の生体内における働きに
ついては解明すべき点が数多く残されている。NT−3
の生体における作用を解明していくうえで、NT−3を
全く産生しない、ないし少量しか産生しないようなNT
−3遺伝子発現不全動物のモデルは必須のものとして渇
望されているが、現時点において、このような動物モデ
ルは作出されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は遺伝子転移操作を用いて病態モデル動物の作出に応用
しうるES細胞を提供することであり、またこのような
ES細胞を用いてNT−3遺伝子不全非ヒト哺乳動物を
作出することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を重ねヒト白血病抑制因子(Le
ukemia Inhibitory Factor;LIF)を産生するネオマ
イシン耐性、ハイグロマイシン耐性のマウス胎仔線維芽
細胞由来のSTO細胞〔ザ ニュー バイオロジスト(Th
e New Biologist)第3巻,861頁 1991年〕をフ
ィーダー細胞として用い、培地中にLIFを通常使用量
の5倍量加える条件下で、BDF1(C57BL/6
X DBA/2)マウス及びC57BL/6マウスの初
期胚からキメラ形成能を有するES細胞株をそれぞれ樹
立することに成功し、このES細胞が高率に生殖系列キ
メラ形成能を有することを確認した。さらに樹立したE
S細胞株を用いて、遺伝子相同組換え法によりNT−3
遺伝子欠損マウスを作出し、この知見に基づいて検討を
重ね本発明を完成させた。
【0008】すなわち本発明は、 1)ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された非
ヒト哺乳動物胚幹細胞、特に、 2)大腸菌由来のβガラクトシダーゼ遺伝子を有する細
胞である上記1)記載の胚幹細胞、 3)ネオマイシン耐性である上記1)記載の胚幹細胞、 4)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である上記1)記載の
胚幹細胞、 5)ゲッ歯動物がマウスである上記4)記載の胚幹細胞
であり、また 6)ニューロトロフィン−3遺伝子発現不全非ヒト哺乳
動物、特に 7)レポーター遺伝子がニューロトロフィン−3プロモ
ーターの制御下で発現しうる上記6)記載の動物、 8)レポーター遺伝子が大腸菌由来βガラクトシダーゼ
遺伝子である上記7)記載の動物、 9)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である上記6)記載の
動物、 10)ゲッ歯動物がマウスである上記9)記載の動物、
および 11)上記7)記載の動物に、被検物質を投与し、レポ
ーター遺伝子の発現を検出することを特徴とするニュー
ロトロフィン−3プロモーター活性促進物質のスクリー
ニング方法である。
【0009】本発明におけるNT−3遺伝子が不活性化
された非ヒト哺乳動物胚幹細胞とは、該非ヒト哺乳動物
のNT−3ゲノム遺伝子に人為的に変異を加えることに
より遺伝子の発現能を抑制するもしくは該遺伝子がコー
ドしているNT−3蛋白の活性を実質的に喪失させるこ
とにより、遺伝子が実質的にNT−3の発現能を有さな
い(以下、NT−3ノックアウト遺伝子と称することが
ある)非ヒト哺乳動物の胚幹細胞(ES細胞)をいう。
ここで、非ヒト哺乳動物としては、個体発生及び生涯の
サイクルが短くかつ繁殖が比較的容易なマウス、ラット
等のゲッ歯動物が動物モデルを作出するのに用いるうえ
で好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、ウ
サギ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウシ等もこれに含まれる。
上記でいうNT−3ゲノム遺伝子に人為的に変異を加え
る方法としては、遺伝子工学的手法により該遺伝子配列
の一部又は全部の削除、他遺伝子を挿入または置換させ
ることによって行ない得る。これらの変異により、例え
ばコドンの読み取り枠をずらす、プロモーターあるいは
エキソンの機能を破壊することによりNT−3ノックア
ウト遺伝子を作製すればよい。具体例としては、本発明
のNT−3遺伝子不活性化ES細胞(NT−3ノックア
ウトES細胞)は、例えば、目的とする非ヒト哺乳動物
のNT−3ゲノム遺伝子を単離し、そのエキソン部分に
ネオマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子
を代表とする薬剤耐性遺伝子あるいは lacZ(β−ガラ
クトシダーゼ遺伝子)、cat(クロラムフェニコール
アセチルトランスフェラーゼ遺伝子)を代表とするレポ
ーター遺伝子等を挿入することによりエキソンの機能を
破壊する、あるいはエキソン間のイントロン部分に遺伝
子の転写を終結させるDNA配列(例えば、polyA付加
シグナルなど)を挿入し、完全なメッセンジャーRNA
を合成できなくすることによって結果的に遺伝子を破壊
するように構築したDNA配列を有するDNA鎖(以
下、ターゲッティングベクターと略する)を例えば相同
組換え法により該動物の染色体に導入し、得られたES
細胞についてNT−3遺伝子上あるいはその近傍のDN
A配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーション
解析あるいはターゲッティングベクター上のDNA配列
とターゲッティングベクター作製に使用したNT−3遺
伝子以外の近傍領域のDNA配列をプライマーとしたP
CR法による解析によりNT−3ノックアウトES細胞
を選別することにより得ることができる。この操作にお
いて、NT−3ゲノム遺伝子は、例えば既報のヒトNT
−3cDNA配列〔フェブス レターズ(FEBS Letter
s)第266巻,187頁 1990年〕など公知のcD
NA配列を基にしたセンスプライマーとアンチセンスプ
ライマーを用いたポリメラーゼ・チェイン・リアクショ
ン(PCR)法などの公知方法を用いて単離することが
できる。
【0010】また、相同組換え法等によりNT−3遺伝
子を不活化させる元のES細胞としては、例えば前述の
ような既に樹立されたものを用いてもよく、また公知の
Evans と Kaufman の方法に準じて新しく樹立したもの
でもよい。例えば、マウスのES細胞の場合、現在一般
的には129系のES細胞が使用されているが、免疫学
的背景がはっきりしていないので、これに変わる純系で
免疫学的に遺伝的背景が明らかなES細胞を取得するな
どの目的で例えば、C57BL/6マウスやC57BL
/6の採卵数の少なさをDBA/2との交雑により改善
したBDF1マウス(C57BL/6とDBA/2との
F1)を用いて樹立したものなども良好に用いうる。B
DF1マウスは採卵数が多く、かつ、卵が丈夫であると
いう利点に加えてC57BL/6マウスを背景に持つの
で、これを用いて得られたES細胞は病態モデルマウス
を作出したとき、C57BL/6マウスとバッククロス
する事でその遺伝的背景をC57BL/6マウスに変え
る事が可能である点で有利に用いうる。
【0011】また、ES細胞を樹立する場合、一般には
受精後3.5日目の胚盤胞を使用するが、本発明におい
てはこれ以外に8細胞期胚を採卵し胚盤胞まで培養して
用いることにより効率よく多数の初期胚を取得すること
を見い出している。また、雌雄いずれのES細胞を用い
てもよいが、通常雄のES細胞の方が生殖系列キメラを
作出するのに都合が良い。また、煩雑な培養の手間を削
減するためにもできるだけ早く雌雄の判別を行うことが
望ましい。ES細胞の雌雄の判定方法としては、例えば
PCR法によりY染色体上の性決定領域の遺伝子を増
幅、検出する方法がその1例として挙げることができ
る。この方法を使用すれば、従来核型分析をするのに約
106個の細胞数を要していたのに対して、1コロニー
程度のES細胞数(約50個)で済むので、培養初期に
おけるES細胞の第一次セレクションを雌雄の判別で行
うことが可能であり、早期に雄細胞の選定を可能にした
ことにより培養初期の手間は大幅に削減できる。また、
第二次セレクションとしては、例えばG−バンディング
法による染色体数の確認等により行うことができる。得
られるES細胞の染色体数は正常数の100%が望まし
いが、樹立の際の物理的操作等の関係上困難な場合は、
ES細胞の遺伝子をノックアウトした後、正常細胞(例
えば、マウスでは染色体数が2n=40である細胞)に
再びクローニングすることが望ましい。
【0012】このようにして得られた胚幹細胞株は通常
その増殖性は大変良いが、個体発生できる能力を失いや
すいので、注意深く継代培養することが必要である。例
えば、STO繊維芽細胞のような適当なフィーダー細胞
上でLIF(1−10000U/ml)存在下に炭酸ガス培
養器内(好ましくは、5%炭酸ガス、95%空気あるい
は5%酸素、5%炭酸ガス、90%空気)で約37℃で
培養するなどの方法で培養し、継代時には例えばトリプ
シン/EDTA溶液(通常0.001−0.5%トリプシ
ン/0.1−5mMEDTA、好ましくは約0.1%トリ
プシン/1mMEDTA)処理により単細胞化し、新た
に用意したフィーダー細胞上に播種する方法などがとら
れる。このような継代は通常1−3日毎に行うが、この
際に細胞の観察を行い、形態的に異常な細胞が見受けら
れた場合はその培養細胞は放棄することが望まれる。本
発明ES細胞は、ES細胞の両方のNT−3遺伝子座を
異なる薬剤耐性マーカー遺伝子を保持する2種のターゲ
ティングベクターによりそれぞれ不活化することも可能
であり、このようにして得られたNT−3遺伝子不活化
ES細胞株はNT−3遺伝子の作用、機能をイン ビト
ロ(in vitro)において検討するうえで有用である。ES
細胞は、適当な条件により、高密度に至るまで単層培養
するあるいは細胞集塊を形成するまで浮遊培養すること
により、頭頂筋、内蔵筋、心筋などの種々のタイプの細
胞に分化させることが可能であり〔M. J. Evans 及び
M. H. Kaufman, ネイチャー(Nature) 第292巻 154頁 19
81年;G. R. Martin プロシーディングス オブ ナショ
ナル アカデミー オブ サイエンス ユーエスエー (Pro
c. Natl.Acad. Sci. U.S.A) 第78巻 7634頁 1981年;T.
C. Doetschman ら ジャーナルオブ エンブリオロジー
アンド エクスペリメンタル モルフォロジー 第87巻 27
頁1985年]、本発明ES細胞を分化させて得られるNT
−3発現不全細胞は、イン ビトロにおけるNT−3の
細胞生物学的検討において有用である。本発明のNT−
3遺伝子発現不全非ヒト哺乳動物は、NT−3遺伝子の
不活性化により正常なNT−3遺伝子を有する同種の動
物に対して、その遺伝子発現量が50%以下に減退させ
られた非ヒト哺乳動物であり、例えば、後述の参考例に
示すように該動物のmRNA量を公知方法を用いて測定
して間接的にその発現量を比較することにより、正常動
物と区別することが可能である。該非ヒト哺乳動物とし
ては、病態動物モデル系の作製の面から固体発生及び生
物サイクルが比較的短く、また繁殖が容易なマウス、ラ
ット等のゲッ歯動物が好ましいが、特にこれらに限らず
例えば、ウサギ,ブタ,ウシ,ヤギ,ヒツジ,イヌ,ネ
コ等もこれに含まれる。
【0013】本発明のNT−3遺伝子発現不全(NT−
3ノックアウト)非ヒト哺乳動物は、例えば前述のよう
にして作製したターゲッティングベクターをマウス胚幹
細胞あるいはマウス卵細胞に導入し、導入によりターゲ
ッティングベクターのNT−3遺伝子が不活性化された
DNA配列が遺伝子相同組換えによりマウス胚幹細胞あ
るいはマウス卵細胞の染色体上のNT−3遺伝子と入れ
換わる相同組換えをさせることによりNT−3遺伝子を
ノックアウトさせることができる。NT−3遺伝子がノ
ックアウトされた細胞は、NT−3遺伝子上あるいはそ
の近傍のDNA配列をプローブとしたサザンハイブリダ
イゼーション解析あるいはターゲッティングベクター上
のDNA配列とターゲッティングベクターに使用したマ
ウスNT−3遺伝子以外の近傍領域のDNA配列をプラ
イマーとしたPCR法による解析で判定することができ
る。非ヒト哺乳動物胚幹細胞を用いた場合は、遺伝子相
同組換えによりNT−3遺伝子の不活性化された細胞株
をクローニングし、その細胞を適当な時期、例えば8細
胞期の非ヒト哺乳動物胚あるいは胚盤胞に注入し、作製
したキメラ胚を偽妊娠させた該非ヒト哺乳動物の子宮に
移植する。作出された動物は正常なNT−3遺伝子座を
もつ細胞と人為的に変異したNT−3遺伝子座をもつ細
胞との両者から構成されるキメラ動物である。該キメラ
動物の生殖細胞の一部が変異したNT−3遺伝子座をも
つ場合、このようなキメラ個体と正常個体を交配するこ
とにより得られた個体群より全ての組織が人為的に変異
を加えたNT−3遺伝子座をもつ細胞で構成された個体
を例えばコートカラーの判定等により選別することによ
り得られる。このようにして得られた個体は通常NT−
3ヘテロ発現不全個体であり、NT−3ヘテロ発現不全
個体同志を交配し、それらの産仔からNT−3ホモ発現
不全個体を得ることができる。
【0014】卵細胞を使用する場合は、例えば卵細胞核
内にマイクロインジェクション法でDNA溶液を注入す
ることによりターゲッティングベクターを染色体内に導
入したトランスジェニック非ヒト哺乳動物を得ることが
でき、これらのトランスジェニック非ヒト哺乳動物より
は遺伝子相同組換えによりNT−3遺伝子座に変異のあ
るものを選択することにより得られる。このようにして
NT−3遺伝子がノックアウトされている個体は、交配
により得られた動物個体も該遺伝子がノックアウトされ
ていることを確認して通常の飼育環境で飼育継代を行う
ことができる。さらに、生殖系列の取得および保持につ
いても常法に従えばよい。すなわち該不活化遺伝子の保
有する雌雄の動物を交配することにより、該不活化遺伝
子を相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得
しうる。得られた、ホモザイゴート動物は、後述の実施
例5に示すように、母親動物に対して正常固体1,ホモ
ザイゴート複数になるような状態で飼育することにより
効率的に得られる。ヘテロザイゴート動物の雌雄を交配
することにより、該不活化遺伝子を有するホモザイゴー
トおよびヘテロザイゴート動物を繁殖継代する。本発明
のNT−3遺伝子が不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹
細胞は、NT−3遺伝子発現不全非ヒト哺乳動物を作出
する上で、非常に有用であり、また、本発明のNT−3
発現不全マウスは種々の神経細胞に対する分化機能、す
なわち、NT−3の神経突起の伸長促進及びその生存を
維持する機能を欠失するため、感覚神経,運動神経を始
めとする末梢神経障害あるいは学習障害,小脳の失調を
始めとする中枢神経障害を呈し、これらを原因とする疾
病のモデルとなり得る。従って、これらの疾病の原因究
明及び治療法の検討に有用であり、例えば向知能薬の効
果の試験に用いることが可能である。またヒト末梢血リ
ンパ球のコロニー形成の促進および fibroblast の増殖
促進機能等の機能を欠失するため、白血球成熟不全症あ
るいは白血球減少症を呈する疾患モデルマウスあるいは
臓器硬化症を呈する疾患モデルにもなり得る。
【0015】また、NT−3の構造遺伝子をレポーター
遺伝子で置換された本発明のNT−3発現動物では、レ
ポーター遺伝子がNT−3のプロモーターの支配下に存
在するので、レポーター遺伝子がコードする物質の発現
をトレースすることにより、NT−3プロモーターの活
性を検出することができる。例えばNT−3タンパク質
をコードする遺伝子領域の一部を大腸菌由来のβ−ガラ
クトシダーゼ遺伝子(lacZ)で置換している場合、
本来NT−3の発現する組織でNT−3の代わりにβ−
ガラクトシダーゼが発現する。従って、例えば5−ブロ
モ−4−クロロ−3−インドリル−β−ガラクトピラノ
シド(X-gal)のようなβ−ガラクトシダーゼの基質と
なる試薬を用いて染色することにより、簡便にNT−3
の動物生体内における発現状態を観察することが出来
る。具体的には、NT−3欠損マウスあるいはその組織
切片をグルタルアルデヒドなどで固定し、ダルベッコ燐
酸緩衝生理食塩液(PBS)で洗浄後、X-galを含
む染色液で、室温あるいは37℃付近で、約30分ない
し1時間反応させた後、組織標本を1mM EDTA/PBS溶液
で洗浄することによってβ−ガラクトシダーゼ反応を停
止させ、呈色を観察すればよい。また、常法に従いla
cZをコードするmRNAを検出してもよい。このよう
な本発明のNT−3が発現不全動物は、NT−3プロモ
ーターを活性化あるいは不活化する物質をスクリーニン
グするうえで極めて有用であり、NT−3発現不全に起
因する各種疾患の原因究明あるいは治療薬の開発に大き
く貢献しうる。
【0016】本明細書および図面において、塩基,アミ
ノ酸,溶媒等を略号で表示する場合、IUPAC−IU
B Commision on Biochemical Nomenclature による略
号あるいは当該分野における慣用略号に基づくものであ
り、その例を下記する。またアミノ酸に関し光学異性体
があり得る場合、特に明示しなければL−体を示すもの
とする。なお、上記略号は、それに相当する化合物のペ
プチド結合を形成しうる残基を示す場合もある。 DNA :デオキシリボ核酸 cDNA :相補的デオキシリボ核酸 A :アデニン T :チミン G :グアニン C :シトシン RNA :リボ核酸 mRNA :メッセンジャーリボ核酸 dATP :デオキシアデノシン三リン酸 dTTP :デオキシチミジン三リン酸 dGTP :デオキシグアノシン三リン酸 dCTP :デオキシシチジン三リン酸 ATP :アデノシン三リン酸 EDTA :エチレンジアミン四酢酸 SDS :ドデシル硫酸ナトリウム GlyまたはG :グリシン AlaまたはA :アラニン ValまたはV :バリン LeuまたはL :ロイシン IleまたはI :イソロイシン SerまたはS :セリン ThrまたはT :スレオニン CysまたはC :シイテイン MetまたはM :メチオニン GluまたはE :グルタミン酸 GlnまたはQ :グルタミン AspまたはD :アスパラギン酸 LysまたはK :リジン ArgまたはR :アルギニン HisまたはH :ヒスチジン PheまたはF :フェニールアラニン TyrまたはY :チロシン TrpまたはW :トリプトファン ProまたはP :プロリン AsnまたはN :アスパラギン
【0017】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明がこれらに限定されないことは言うまで
もない。 参考例1 遺伝子発現量の測定 非ヒト哺乳動物より摘出した組織を5.0mlの冷生理食
塩水液で洗浄し、そして全RNAをクリグウィン(Chir
gwin)等〔バイオケミストリー、第18巻、第5294
頁(1979年)〕の方法によりCsCl濃度勾配変法を
用いて単離する。調製したRNAペレットをエタノール
中で再沈殿させて1回洗浄する。次にポリ(A)RNA
をアビブ(Aviv)等〔プロシーディングス オブ ナシ
ョナルアカデミー オブ サイエンス(P. N. A. S.)
U. S. A. 第69巻、第1408頁(1972年)〕の
方法により、オリゴ−dT−セルロースを用いてポリ
(A)RNAを濃縮し、最後にエタノール沈殿により回
収する。各組織より取得した等量のポリ(A)RNAを
1%ホルムアルデヒド1.5%アガロースゲルにて電気
泳動にかけ、ナイロンフィルターに吸い取らせ、トーマ
ス(Thomas)〔プロシーディングス オブ ナショナル
アカデミー オブ サイエンス(P. N. A.S.) U. S.
A. 第77巻、第75201頁(1980年)〕により
記載された方法に従って行う。先のフィルターをマウス
NT−3遺伝子配列を含む32P−DNAプローブへ一晩
ハイブリッド化させ、2×SSC、0.1%SDSにて
室温で2回洗浄し、かつ0.1×SSC、0.1%SDS
にて65℃で1回洗浄する。洗浄したフィルターをFU
JI BAS2000などの適当な解析装置により各ハ
イブリッドのバンドを視覚化および定量化することによ
り遺伝子発現量を定量する。
【0018】 参考例2 ES細胞用フィーダー細胞の調製 フィーダーとして用いるSTO細胞は10%牛胎仔血清
(FBS:Flow)、0.1mM非必須アミノ酸(NEA
A:GIBCO)を含むダルベッコ変法イーグル培地
(DMEM:日水製薬)(以下、STO細胞用培地と称
する)で培養し、コンフルエントになる直前の約70〜
80%コンフルエントまで培養した時点で培地に終濃度
10μg/mlになるようマイトマイシンC(協和発酵工
業)を加え37℃で2.5時間培養した後、1mM ED
TA含有ダルベッコリン酸緩衝生理食塩液(PBS
(−))で2回洗浄し、0.025%トリプシンを含む1
mM EDTA−PBS(−)処理によりシングルセルサス
ペンジョンとした後培地を加え200×g 5分間遠心
して細胞を集めた。STO細胞用培地で細胞を2×10
5個/mlの濃度に懸濁し、予め0.1%ゼラチン溶液(シ
グマ社)でコーティングしておいた24穴リンブロカル
チャープレートあるいは35mm、60mm、100mmのペ
トリディシュ(ファルコン社)にそれぞれ1ml、2ml、
3ml、10mlの細胞懸濁液を加えて単層のフィーダー細
胞を調製した。
【0019】参考例3 ES細胞の雌雄判定 ES細胞1コロニー(細胞数約50個)をエッペンドル
フチューブにとり、600μg/mlのプロテインキナー
ゼ K(シグマ社)を含む細胞溶解用バッファー100μ
l中で37℃で一晩または55℃で90分インキュベー
トすることにより溶解した後、95℃で10分間加温し
プロテインキナーゼ Kを不活化後、1400×g、5分
間遠心した。上清を新しいチューブに移しエタノール沈
殿後、再蒸留水に溶かしその1/4量をPCRのテンプ
レートとし、既報〔Hogan B.ら,Manipulating the Mou
se Embryo:実験マニュアル(コールド スプリング
ハーバー ラボラトリー発行)〕のSry遺伝子(43
1bp)の塩基配列を基にして合成した5’>CAGCC
CTACAGCCACATGATATCTT<3’(S
ry−3)〔配列番号1〕および5’>ACTCCAG
TCTTGCCTGTATGTGATG<3’(Sry
−4)〔配列番号2〕をPCR用プライマーとして94
℃5分でプレヒート後、94℃30秒、60℃1分30
秒のサイクルを40回行い、さらに最後に72℃5分の
エクステンションを行い、431bpのDNAフラグメ
ントの増幅の有無を確認した。
【0020】実施例1 ES細胞株の樹立 BDF1及びC57BL/6の雄マウスに5IUの妊馬
血清セロトロピン(PMS:帝国臓器製薬)を腹腔内に
投与後、46〜48時間後にさらに5IUのヒト絨毛性
ゴナドトロピン(hCG:帝国臓器製薬)を腹腔内投与
することにより過排卵を誘起した。同系の雄マウスと交
配後2.5日目に開腹し、子宮潅流により8細胞期の胚
を採取し、LIFを含まないES細胞用培地(ESM:
20%非働化FBS(牛胎仔血清:Flow),0.1mM
NEAA,1.0mM ピルビン酸ナトリウム(Flow),0.
1mM 2−メルカプトエタノール(2−ME:シグマ
社),0.1mM ヌクレオシド(シグマ社)およびリコ
ンビナントマウスLIF(rmLIF)(1×103U/m
l:AMRAD)を含むDMEM(日水製薬))中でゼ
ラチン処理した24穴リンブロカルチャープレートで一
晩培養した。胚盤胞まで卵割した胚をガラスキャピラリ
ーで吸引採取し、予め培地を通常用いる量の5倍量(5
×103U/ml)のLIFを含むESMに置き換えた参考
例2記載のフィーダー細胞上に播種した。栄養外胚葉が
破れて内部細胞塊が大きく成長してきた時に、ガラスキ
ャピラリーで内部細胞塊を吸引採取し、0.025%ト
リプシン含有1mM EDTA−PBS(−)のマイクロド
ロップ内でシングルセルサスペンジョンとした後フィー
ダー細胞上に再び播種した。細胞塊の細胞数が100個
程度まで増えた時点でPCR法を用いて、マウスのY染
色体上の性決定領域(sex-determining region of the
Y-chromosome:Sry)遺伝子を増幅し、これを検出する
ことにより雄の核型を持つ細胞を選別した。選別した細
胞を2〜3日毎にトリプシン−EDTA処理によりフィ
ーダー細胞上への播種を行い、順次培養スケールを大き
くして継代し、細胞数が約106個/mlまで増えた時点
で、G−バンディング法により染色体数をカウントし
て、雄型で染色体数40(正常値)のものを選択し、細
胞の劣化を防ぐため10%FBS、10%DMSO(シ
グマ社)を含むDMEMを凍結用培地として早期に凍結
保存した。このようにしてES細胞株BDM−3および
BDM−5を取得した。
【0021】実施例2 ターゲティングベクターpNT
3LNTの構築 既報のヒトNT−3cDNA〔フェブス レターズ(F
EBS Letters)第266巻,187頁(199
0)〕をプローブとしてマウスゲノム遺伝子ライブラリ
ー(BALB/c)をスクリーニングした。スクリーニ
ングはプラークハイブリダイゼーション法にて行い、1
5kb SalI断片のマウスNT−3ゲノム遺伝子を得
た。得られたマウスNT−3ゲノム遺伝子のコード領域
中に1ケ所存在するEcoRV部位とその5.5kb上流
域のEcoRV部位までのDNA断片を単離し、これをプ
ラスミドpMC1871(ファルマシア社 27−49
45−01)をSmaIで切断したものにT4リガーゼで
連結し、プラスミドpEVlacZを得た。尚、挿入断片
の方向は、pEVlacZを制限酵素EcoRVで切断した
パターンで確認した。得られたプラスミドpEVlacZ
をSalIで切断した後、その9.5kb断片を単離し、
この断片をpBlnescript II SK+(東洋紡,SC21
2205)をSalIで断片したものに連結し、プラスミ
ドpSKlacZを得た。プラスミドpSKlacZをNotIと
SalIで切断し、その9.5kb断片を単離し、NotI
−SalI 9.5kb断片(フラグメント1)を得た〔図
1〕。マウスNT−3ゲノムDNAのコード領域内に1
ケ所存在するSmaI部位からクローン化されたマウスN
T−3ゲノムDNAの3’側末端SalIまでの3kbD
NA断片を単離し、これをSmaIとSalIで処理したプ
ラスミドベクターpUC18に連結し、プラスミドpU
CSMSを得た。このpUCSMSをHindIIIとPstI
で切断することによって得られる1.0kbのHindIII
−PstI断片を単離した。次にpUC18のSmaI部位
にNotIリンカーを挿入することにより制限酵素AvaI
で切断不可能にしたプラスミドpUC18S-を作製
し、これをHindIIIとPstIで処理し、先に切り出した
マウスNT−3ゲノムDNAのHindIII−PstI1.0
kb断片を連結し、プラスミドpUCHPを得た。pU
CHPをAvaIで切断した後、T4ポリメラーゼで制限
酵素切断箇所を平滑化し、これにネオマイシン耐性遺伝
子を含むプラスミドpKJ2よりネオマイシン耐性遺伝
子発現ユニットを含むXhoI−EcoRI断片を単離し、
制限酵素切断末端をT4ポリメラーゼで平滑化したDN
A断片を連結し、プラスミドpHPNeoを作製した
(尚、ネオマイシン耐性遺伝子の方向は任意である)。
【0022】pHPNeoをHindIIIとSalIで切断して
得られる2.7kbDNA断片、単純ヘルペスウイルス
チミジンキナーゼ発現ユニットを含むプラスミドpMC
1TK polyAをXhoIとBamHIで切断して得られた
3.0kbDNA断片およびpBlnescriptII SK+Bam
HIとHindIIIで切断した断片を連結し、プラスミドp
HPNeoTKを得た。pHPNeoTKをXhoIとNotI
で切断して得られる5.5kbのXhoI−NotI断片を
単離した(フラグメント2)(〔図2〕及び〔図
3〕)。プラスミドベクターpBR322を制限酵素Ec
oRVで切断し、NotIリンカーをT4リガーゼで連結
し、NotI部位でDNA断片をクローン化することが可
能なプラスミドベクターpBR322(NotI)を作製
した。このプラスミドベクターpBR322(NotI)
をNotIで切断し、先に調製したフラグメント1及び2
を連結し、プラスミドpNT3LNTを得た〔図4〕
(尚、プラスミドベクターとしてpBlnescript あるいは
pUC系プラスミドベクターにNotI部位を挿入したプ
ラスミドベクターを用いることも可能である)。
【0023】実施例3 遺伝子導入とNT−3遺伝子欠
損ES細胞の選別 ほぼコンフルエントまで増殖した実施例1記載のES細
胞BDM−3をトリプシン処理により解離し、ES細胞
用培地(ESM:DMEM、20% 非働化FBS、
0.1mM 非必須アミノ酸、1.0mM ピルビン酸ナト
リウム、0.1mM2−ME、0.1mM ヌクレオシド、
1×103U/ml rmLIF)を加えて反応を止め遠心
後、上清を除去し、HEPES緩衝生理食塩液(21m
M HEPES pH7.5、137mM NaCl、5mM
KCl、0.7mM Na2PO4、1g/リットル グルコ
ース)で再懸濁し、ES細胞懸濁液を調製した。実施例
2で得られたプラスミドpNT3LNTから制限酵素No
tIで切り出したターゲティングベクターをフェノール
−クロロホルム抽出し、エタノール沈殿を行って精製
後、HEPES緩衝生理食塩液に溶かした。5×107
個になるよう調製したES細胞懸濁液(0.5ml)に終
濃度10μg/mlのターゲティングベクターを加え(こ
こで、より効率的な遺伝子導入細胞取得のためには終濃
度100μg/mlとなるように加える)、バイオラッド
(Bio−Rad )社のジーンパルサーを用い、250V
960μFでES細胞にベクターをエレクトロポレー
ションした。エレクトロポレーション後の細胞は10cm
のペトリディッシュには3×106個ずつ播種し、播種
後48時間はESMで培養し、その後培地にG418
(200μg/ml:GIBCO)と1−(2−デオキシ
−2−フルオロ−β−D−アラビノフラノシル)−5−
ヨードウラシル(FIAU;0.2μM ネイチャー
第344巻、172頁(1990年)に準じて調製)を
加えてNT−3遺伝子欠損ES細胞の選択培養を開始し
た。2日ごとに培地を交換し9日から11日目に増殖し
たコロニーを採取し、順次スケールアップして培養し
た。得られたG418耐性株のNT−3遺伝子欠損の判
定は採取した各細胞の一部よりDNAを抽出し、制限酵
素BglIIで消化した後、マウスゲノムDNAより調製し
た1.0kbのEcoRV−BglII〔図5〕断片をプロー
ブAとして用いてサザンハイブリダイゼーション法によ
り行った。NT−3遺伝子のノックアウト細胞株では
4.0kbp及び7.5kbpの位置にバンドが検出できた〔図
6〕。これに対して対照である野生株(BDM−3)で
は4kbpのバンドのみが検出できた。1.2×108個の
ES細胞にエレクトロポレーションしたところG418
耐性を示す株が5×104コロニー得られ、G418と
FIAU両方に耐性を示すものが9.4×103コロニー
得られた。FIAUによるターゲットクローンの濃縮率
は5.3倍であった。これらのコロニーについてサザン
ハイブリダイゼーションによる解析を行った結果、23
クローンに変異が導入されている事が確認できた。NT
−3ゲノムDNAおよびプラスミドpNT3LNTを用
いたターゲッティングコンストラクトを〔図5〕に示
す。得られたNT−3遺伝子欠損ES細胞NB4−71
は、平成5年7月6日より財団法人発酵研究所(IF
O)に受託番号IFO 50404として、また通商産
業省工業技術院生命工学工業技術研究所(NIBH)に
平成5年7月14日から受託番号FERM BP−43
62としてそれぞれ寄託されている。
【0024】実施例4 NT−3欠損マウスの作出 実施例3で得られたNT−3遺伝子がノックアウトされ
た23クローンのES細胞株のうち6クローンについて
それぞれ徳永らの方法〔細胞工学 第10巻,第403
頁(1991年)〕に準じてICRマウスの8細胞期胚
にインジェクションした。すなわち、実施例1記載の方
法でホルモン剤を投与して過排卵を誘起し、ICR雄マ
ウスと交配後2.5日目に子宮潅流により採卵したIC
Rマウス8細胞期胚を予め6cmペトリディッシュに作っ
た流動パラフィンでおおったLIFを含まないESM小
ドロップ中に細胞と共に入れた。マイクロインジェクシ
ョン法により、ホスト8細胞期胚にES細胞を10〜1
5個注入し、精管結紮した雄との交配により作製した偽
妊娠2.5日目のICRマウスを仮親として左右の子宮
角へそれぞれ約10個の胚を移植した。得られたキメラ
マウスはICRマウスにバッククロスし、その産仔のコ
ートカラーの判定によりES細胞の生殖系列への分化能
を調べた。雄23匹、雌8匹のキメラマウスが得られ、
このうち2株のES細胞から得られた雄7匹のキメラマ
ウスはES細胞の形質を子孫に伝える生殖系列キメラマ
ウスであった。この7匹のキメラマウスより81匹の子
マウスが得られ、そのうち51匹を実施例3と同様のサ
ザンハイブリダイゼーション法にて解析した〔図7〕と
ころ、2匹がヘテロザイゴートマウスであることが確認
された。得られた生殖系列中BDM−3細胞の寄与率が
ほぼ100%のキメラマウス(黒、雄)と正常ICRマ
ウス(白、雌)とを交配した結果を〔図8〕に示す。
〔図8〕に示すとおり産仔は全てES細胞由来のものが
得られた。なお、白色の産仔(下段)は参照として示し
た正常ICRの産仔である。
【0025】実施例 5. NT−3欠損マウスの性質 NT−3ヘテロ欠損マウスの雌雄を交配することによ
り、ほぼ1/4の確率でNT−3ホモ欠損マウスが得ら
れた。NT−3ホモ欠損マウスは、出生時までほぼ正常
に発生するものの、出生後は哺乳不良の傾向が強くみら
れた。そこで、同腹の野生型マウスあるいはヘテロ欠損
マウスを母親に対し1匹となるように間引いて、複数の
ホモ欠損マウスに授乳させることにより、哺乳不良を呈
するNT−3ホモ欠損マウスを10−20%の割合で生
存させることができた。本マウスは、生後一週間目頃か
ら歩行困難を呈した。病理検索の結果、NT−3ホモ欠
損マウスの三叉神経節は、正常マウスのそれと比較して
およそ1/3程度の体積に減少しており、著しい感覚神
経細胞の減少が認められた。この感覚神経障害が新生マ
ウスの哺乳不良の主たる原因であると考えられ、さらに
は、歩行障害の原因の一つと考えられる。マウス脳から
抽出したmRNAを用いて、生後一日齢のNT−3欠損
マウスの脳におけるNT−3の発現不全を常法に従いノ
ーザンブロットで解析した結果を図9に示す。図9に示
したようにNT−3ホモ欠損マウス(レーン3)はNT
−3の発現がまったく見られない。また、NT−3ヘテ
ロ欠損マウス(レーン2)は、野生型マウス(レーン
1)と比較してNT−3の発現量が約半分に減少してい
た。
【0026】実施例 6. NT−3欠損マウスの利用 実施例4で作製されたNT−3欠損マウスは、NT−3
タンパク質をコードする遺伝子領域の一部を大腸菌由来
のβ-ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)で置換してい
るので、本来NT−3の発現する組織でNT−3の代わ
りにβ-ガラクトシダーゼが発現する。従って、β-ガラ
クトシダーゼの基質となる試薬を用いて染色することに
より、簡便にNT−3のマウスにおける発現部位を観察
することが出来る。すなわち、NT−3欠損マウスある
いはその組織切片をグルタルアルデヒドで固定し、ダル
ベッコ燐酸緩衝液(PBS)で洗浄後、5-ブロモ-4-ク
ロロ-3-インドリル-β-D-ガラクトピラノシド(X-gal)
を含む染色液(1mM X-gal, 3mM フェリシアン化
カリウム, 3mM フェロシアン化カリウム, 1mM 塩化
マグネシウム, 0.1% トリトン X-100, 1xPB
S)で、室温あるいは37℃で、30分から1時間反応
させる。 組織標本を1mM EDTA/PBS溶液で洗浄
することによってβ-ガラクトシダーゼ反応を停止す
る。この方法でNT−3欠損マウス胎児をwhole-mount
で染色したところ、10日胚からNT−3の発現が中
脳、下顎、体節で見られその後、発生が進むにつれてこ
れらの領域の発現が増大し、さらに目、手足、外性器、
髭の生える領域等の末梢組織にも強い発現が観察され
た。NT−3ヘテロ欠損マウスとNT−3ホモ欠損マウ
スとの間でlacZの発現パターンに差は見られなかっ
た。17日胚の組織標本を作製し染色したところ、髭の
毛穴の周辺、目の虹彩、骨格筋、外性器、胃壁、腸壁、
膀胱壁等の末梢神経の終末組織、三叉神経節、後根神経
節等の末梢神経節、小脳、中脳、脊髄前角運動ニューロ
ン等の中枢神経系に比較的強くNT−3プロモーターの
活性が観察された。
【0027】実施例 7.NT-3欠損マウスにおける
NT-3受容体遺伝子発現への影響 NT−3ホモ欠損マウス胎児(17日胚)の三叉神経
節、後根神経節の組織標本を作製し、NT-3特異的な受容
体遺伝子、trkCの発現をイン シトゥ ハイブリッド形成
(in situ hybridization)法で検討した。プローブは
公知の配列であるラットtrkCのcDNA〔Merlio, J.
P. ら, ニューロサイエンス(Neuroscience), 第51巻 5
13-532頁 1992年〕配列に基づき、5'-AGCGTCTGGCTGGACT
ATGTGGGGCT-3'〔配列番号6〕をセンスプライマー、5'-
GGTGACTATCCAGTCCACATCA-3'〔配列番号7〕をアンチセ
ンスプライマーとして、マウス脳より抽出した鋳型mR
NAを用いてPT−PCRにより調製した3種の45-m
erのオリゴヌクレオチド鎖の混合物を用いた。その結
果、NT−3ホモ欠損マウスでは野生型マウスと比較し
て、これらの組織でtrkCの発現が著しく低下していた。
trkC のイン シトウ ハイブリッド形成法に用いたプ
ローブの配列を以下に示す。 5'-GATCTCAGTCTTGCTGCAGACACAATTTGCAGGGCAAGCCAGCAC-3' 〔配列番号3〕 5'-TGTGGTGAGCCGGTTACTTGACAAGTTTATATAACGCAAGTGGGG-3' 〔配列番号4〕 5'-CAAAGGAGAGCCAGAGCCATTGCAAGTGATCACGGCATTGTCTCC-3' 〔配列番号5〕
【0028】
【配列表】
配列番号(SEQ ID NO):1 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):25 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):1本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nucl
eic acid) アンチセンス:No 配列: CAGCCCTACA GCCACATGAT ATCTT 25
【0029】配列番号(SEQ ID NO):2 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):25 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):1本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nuclei
c acid) アンチセンス:Yes 配列: ACTCCAGTCT TGCCTGTATG TGATG 25
【0030】配列番号(SEQ ID NO):3 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):45 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):一本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nuclei
c acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes フラグメント型(FRAGMENT TYPE):中間部フラグメント
(internal fragment) 起源(ORIGINAL SOURCE) 生物名(ORGANISM):マウス 配列の特徴(FEATURE): 他の特徴(OTHER INFORMATION):マウスtrkCのcDNA 配列: GATCTCAGTC TTGCTGCAGA CACAATTTGC AGGGCAAGCC AGCAC 45
【0031】配列番号(SEQ ID NO):4 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):45 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):一本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nuclei
c acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes フラグメント型(FRAGMENT TYPE):中間部フラグメント
(internal fragment) 起源(ORIGINAL SOURCE) 生物名(ORGANISM):マウス 他の特徴(OTHER INFORMATION):マウスtrkCのcDNA 配列: TGTGGTGAGC CGGTTACTTG ACAAGTTTAT ATAACGCAAG TGGGG 45
【0032】配列番号(SEQ ID NO):5 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):45 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):一本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nuclei
c acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes フラグメント型(FRAGMENT TYPE):中間部フラグメント
(internal fragment) 起源(ORIGINAL SOURCE) 生物名(ORGANISM):マウス 他の特徴(OTHER INFORMATION):マウスtrkCのcDNA 配列: CAAAGGAGAG CCAGAGCCAT TGCAAGTGAT CACGGCATTG TCTCC 45
【0033】配列番号(SEQ ID NO):6 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):26 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):一本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nuclei
c acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):No フラグメント型(FRAGMENT TYPE):中間部フラグメント
(internal fragment) 起源(ORIGINAL SOURCE) 生物名(ORGANISM):ラット 他の特徴(OTHER INFORMATION):ラットtrkCのcDNA 配列: AGCGTCTGGC TGGACTATGT GGGGCT 26
【0034】配列番号(SEQ ID NO):7 配列の長さ(SEQUENCE LENGTH):22 配列の型(SEQUENCE TYPE):核酸(nucleic acid) 鎖の数(STRANDEDNESS):一本鎖(single) トポロジ−(TOPOLOGY):直鎖状(linear) 配列の種類(MOLECULE TYPE):他の核酸(other nuclei
c acid) アンチセンス(ANTI-SENCE):Yes フラグメント型(FRAGMENT TYPE):中間部フラグメント
(internal fragment) 起源(ORIGINAL SOURCE) 生物名(ORGANISM):ラット 他の特徴(OTHER INFORMATION):ラットtrkCのcDNA 配列: GGTGACTATC CAGTCCACAT CA 22
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2で得られたターゲティングベクターp
NT3LNTの構築図を示す。
【図2】実施例2で得られたターゲティングベクターp
NT3LNTの構築図を示す。
【図3】実施例2で得られたターゲティングベクターp
NT3LNTの構築図を示す。
【図4】実施例2で得られたターゲティングベクターp
NT3LNTの構築図を示す。
【図5】マウスゲノムDNA及び実施例2で得られたプ
ラスミドpNT3LNTを用いたターゲッティングコン
ストラクトを示す。図中、イントロン部分は細実線で、
エクソン部分は太実線で示した。
【図6】実施例3で得られたNT−3ノックアウトES
細胞株のサザンハイブリダイゼーションの結果を示す。
【図7】実施例4で作出したNT−3遺伝子発現不全マ
ウスのサザンハイブリダイゼーションの結果を示す。図
中、レーンTはNT−3ノックアウト細胞株、レーンW
は正常(野生)ICRマウスのDNA、レーン32−1
〜36−2は作出したNT−3遺伝子発現不全マウスの
子孫の各固体ナンバーを示している。
【図8】実施例4で作出した生殖系列のNT−3遺伝子
発現不全マウスを示す。
【図9】NT−3欠損マウスの脳におけるNT−3の発
現をノーザンブロット解析した結果を示す。
【符号の説明】
図中の符号は以下のとおりである。 V:EcoRV Bg:BglII P:PstI N:NotI ATG:転写開始コドン pA:polyA付加シグナル

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化
    された非ヒト哺乳動物胚幹細胞。
  2. 【請求項2】大腸菌由来のβガラクトシダーゼ遺伝子を
    有する細胞である請求項1記載の胚幹細胞。
  3. 【請求項3】ネオマイシン耐性である請求項1記載の胚
    幹細胞。
  4. 【請求項4】非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である請求項
    1記載の胚幹細胞。
  5. 【請求項5】ゲッ歯動物がマウスである請求項4記載の
    胚幹細胞。
  6. 【請求項6】ニューロトロフィン−3遺伝子発現不全非
    ヒト哺乳動物。
  7. 【請求項7】レポーター遺伝子がニューロトロフィン−
    3プロモーターの制御下で発現しうる請求項6記載の動
    物。
  8. 【請求項8】レポーター遺伝子が大腸菌由来βガラクト
    シダーゼ遺伝子である請求項7記載の動物。
  9. 【請求項9】非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である請求項
    6記載の動物。
  10. 【請求項10】ゲッ歯動物がマウスである請求項9記載
    の動物。
  11. 【請求項11】請求項7記載の動物に、被検物質を投与
    し、レポーター遺伝子の発現を検出することを特徴とす
    るニューロトロフィン−3プロモーター活性促進物質の
    スクリーニング方法。
JP6141858A 1993-07-06 1994-06-23 ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された胚幹細胞および該遺伝子発現不全動物 Pending JPH07246040A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6141858A JPH07246040A (ja) 1993-07-06 1994-06-23 ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された胚幹細胞および該遺伝子発現不全動物
US08/268,020 US5625123A (en) 1993-07-06 1994-06-29 Neurotrophin-3-deficient embryonic stem cells and mice and their use
EP94110304A EP0633314A1 (en) 1993-07-06 1994-07-02 Neurotrophin-3-deficient embryonic stem cell and its use
CA002127412A CA2127412A1 (en) 1993-07-06 1994-07-05 Neurotrophin-3-deficient embryonic stem cell and its use

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16693693 1993-07-06
JP382494 1994-01-19
JP5-166936 1994-01-19
JP6-3824 1994-01-19
JP6141858A JPH07246040A (ja) 1993-07-06 1994-06-23 ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された胚幹細胞および該遺伝子発現不全動物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07246040A true JPH07246040A (ja) 1995-09-26

Family

ID=27275980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6141858A Pending JPH07246040A (ja) 1993-07-06 1994-06-23 ニューロトロフィン−3遺伝子が不活性化された胚幹細胞および該遺伝子発現不全動物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5625123A (ja)
EP (1) EP0633314A1 (ja)
JP (1) JPH07246040A (ja)
CA (1) CA2127412A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9703550D0 (en) * 1997-02-20 1997-04-09 Ppl Therapeutics Scotland Ltd Cell mediated transgenesis
WO1998040468A1 (en) * 1997-03-13 1998-09-17 Vanderbilt University Methods of constructing a gene mutation library and compounds and compositions thereof
US7531715B1 (en) 1999-01-13 2009-05-12 Ppl Therapeutics (Scotland) Double nuclear transfer method and results thereof
CN101851637B (zh) * 2010-01-15 2011-12-14 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 一种制备同时表达多个基因的转基因动物的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6709837B1 (en) * 1989-03-10 2004-03-23 Takeda Chemical Industries, Inc. Polypeptide and production thereof
GR1000980B (el) * 1989-08-30 1993-03-31 Max Planck Gesellschaft Νευροτροφινη-3,ενας νεος neυροτροφικος παραγοντας που σχετιζεται με τον παραγοντα αναπτυξης νευρων και τον νευροτροφικο παραγοντα που προερχεται απο τον εγκεφαλο.
IL101661A (en) * 1991-04-23 1998-02-08 Regeneron Pharma Method for detecting, identifying or measuring agents having neurotrophin activity
EP0582796A1 (en) * 1992-06-01 1994-02-16 Takeda Chemical Industries, Ltd. Promotor for expression and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP0633314A1 (en) 1995-01-11
US5625123A (en) 1997-04-29
CA2127412A1 (en) 1995-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Askew et al. Site-directed point mutations in embryonic stem cells: a gene-targeting tag-and-exchange strategy
US5589369A (en) Cells homozygous for disrupted target loci
JPWO2008072540A1 (ja) Tol1因子のトランスポザーゼ及びそれを用いたDNA導入システム
EP0613495A1 (en) Transgenic animals lacking prion proteins
JPH06133669A (ja) エンドセリン−1遺伝子の機能が欠損したマウス
US5625123A (en) Neurotrophin-3-deficient embryonic stem cells and mice and their use
WO2022062055A1 (zh) Crispr系统及其在制备多基因联合敲除的重症免疫缺陷克隆猪核供体细胞中的应用
US6642433B1 (en) Fgl-2 knockout mice
AU712016B2 (en) Ikaros transgenic cells and animals
US20030167488A1 (en) Mice heterozygous for WFS1 gene as mouse models for depression
US6642369B1 (en) Nucleic acids involved in the responder phenotype and applications thereof
US7642399B2 (en) Mouse with deficiency of glutamate transporter GLAST function
US7151200B2 (en) Histamine receptor H3 modified transgenic mice
JPH1056915A (ja) Ldlレセプター遺伝子不活性化動物
US20020104112A1 (en) Ikaros regulatory elements and uses thereof
Rubin Involvement of α-PDGF receptor in early embryonic development; Establishment of the technology of gene targeting
EP1053677A1 (en) Nonhuman animal embryonic stem cells and nonhuman animals having variant smooth muscle myosin heavy-chain genes
US20060242723A1 (en) Chimeric mouse with regulated bradeion gene expression
JP2004073198A (ja) ポリ(adp−リボース)グリコヒドロラーゼ活性欠損胚性幹細胞株
Kaur Targeted ablation of alpha-crystallin synthesizing cells in transgenic mice and identification and mutational analyses of murine homeobox genes
JP2004166596A (ja) Zaq遺伝子改変動物
WO1998014218A1 (en) MAMMALS AND CELLS WITH A HOMOZYGOUS DISRUPTION IN THE RNase L GENE AND METHODS THEREFOR
JPH1179A (ja) Gas6遺伝子改変マウス
JP2002142609A (ja) ノックアウトマウス
JP2002369689A (ja) ノックアウト動物

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031118